Krok po kroku – ku bardziej zrównoważonemu sektorowi metalurgicznemu i górniczemu
Na przestrzeni lat przemysł górniczy był wielokrotnie krytykowany za swój szkodliwy wpływ na środowisko i ludzi. Działalność górnicza może znacząco wpływać na powietrze, wodę i glebę wykorzystywane przez różne społeczności, powodując problemy, które utrzymują się przez wiele pokoleń. Mniej udokumentowane są jednak próby inwestowania przez UE w badania i innowacje w zakresie bardziej ekologicznych technologii mających na celu zmianę reputacji tego przemysłu – celem jest odwrócenie obrazu sektora będącego źródłem zanieczyszczeń środowiska, a jednocześnie zwiększanie energooszczędności oraz dbanie o jego zrównoważony rozwój.
Technologie cyfrowe wytyczają wyraźną ścieżkę transformacji
Innowacje cyfrowe i technologiczne mogą doprowadzić do transformacji kluczowych aspektów górnictwa. Tworzą one bardziej szczegółowy obraz skupisk cennych minerałów lub materiałów geologicznych, zwiększają wydajność procesów dzięki automatyzacji, pozwalają na monitorowanie wydajności w czasie rzeczywistym, a także umożliwiają optymalizację przepływu materiałów. W ramach finansowanego ze środków UE projektu SOLSA opracowano wydajny specjalistyczny system, który może przyspieszyć i zoptymalizować trzy główne elementy składowe górnictwa – poszukiwanie złóż, wydobycie kopalin i wzbogacanie urobku. Nowo opracowana technologia składa się z różnych elementów, które razem tworzą specjalistyczny system SOLSA, który obejmuje urządzenie do przeprowadzania odwiertów sonicznych, które jednocześnie umożliwia pobieranie próbek i mierzenie różnych parametrów w czasie rzeczywistym, a także laboratorium terenowe, pozwalające na analizę składu próbek gleby na miejscu. Ostatnią częścią systemu jest oprogramowanie, które gromadzi wszystkie dostępne dane analityczne w automatycznie aktualizującej się bazie danych.
Na czym polega wiercenie soniczne?
„Wiercenie soniczne to technika penetracji gruntu, która znacząco zmniejsza tarcie na powierzchni przewodu wiertniczego, ponieważ powoduje zjawisko upłynnienia gruntu – efekt bezwładności i czasowego zmniejszenia porowatości gruntu”, wyjaśnia koordynatorka projektu Monique Le Guen. Zmniejszenie tarcia na powierzchni przewodu wiertniczego przekłada się na mniejsze zużycie energii niż w przypadku tradycyjnych technologii wiertniczych. Ta wyjątkowa cecha technologii wiercenia sonicznego zapobiega występowaniu sił skręcających na przewodzie wiertniczym. Kolejną zaletą stosowania fal o wysokiej częstotliwości jest łatwość wycofywania przewodu wiertniczego, nawet w przypadku szybko rozprężających się glin lub bloków skalnych i trudnych warunków. Wszystkie pręty wiertnicze, obudowy i narzędzia wyciąga się dzięki temu szybciej i łatwiej. Dodatkowe elementy obrotowe i wibracyjne w głowicy wiertniczej pomagają operatorom lepiej kontrolować siłę potrzebną do optymalnej penetracji gruntu i formacji skalnych. System SOLSA jako pierwszy łączy w sobie – w obrębie rdzenia wiertniczego – nieniszczące czujniki wykorzystujące metody fluorescencji rentgenowskiej, dyfrakcji rentgenowskiej, spektroskopii wibracyjnej i obrazowania trójwymiarowego. Łączy on w sobie również profilometr oraz kamery RGB i na podczerwień w celu mapowania minerałów. Automatyczna, połączona analiza dostarcza dokładnych informacji na temat składu mineralogicznego i chemicznego rdzenia wiertniczego.
Obiecujący potencjał systemu
W chwili obecnej system SOLSA jest w fazie testów. Wiertnia została wysłana do Nowej Kaledonii w celu przeprowadzenia testów terenowych na laterytach niklowych, które są dobrze znane z ich niejednorodności i trudności w wierceniu i wycofywaniu wiertła. Narzędzie SOLSA może znacząco zwiększyć efektywność poszukiwań złóż poprzez rozszerzenie pola danych przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów i skróceniu czasu zwrotu inwestycji. „Narzędzie SOLSA wnosi innowacyjne technologie, które w zrównoważony sposób mogą sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na minerały i metale. Powinny one pomóc w optymalizacji produkcji metalu, zapewniając większą efektywność energetyczną i zmniejszenie szkodliwego wpływu górnictwa na środowisko” – podsumowuje Le Guen.
Słowa kluczowe
SOLSA, górnictwo, metal, wiercenie soniczne, gleba, przewód wiertniczy, spektroskopia, mineralogia, chemia, baza danych, środowisko
